Gira RM Platine V2.2

[Lightning]

Hallo!!

ich habe eine neue HW Revision der Gira Rauchmelder Platine erstellt.
Folgende Änderungen wurden vorgenommen:

1. Updates zwischen V2.0 und V2.1 sind berücksichtigt
2. Routing wurde überarbeitet, alle Winkel sind jetzt 45°, Leiterbahnstärke ist konsistent zwischen allen Bauteilen
3. Dimension wurde überarbeitet, abgeschrägte Seiten sind jetzt ebenfalls 45° und somit bündig zum Gehäuse des RM
4. Position des PCB Interconnect headers wurde angepasst und ist jetzt genau bündig.
5. Oszillator wurde gegen eine XO91 Variante getauscht, ist zwar etwas teurer dafür aber bei RS-Components erhältlich, Teilenummer siehe Attribute Bauteil X1
6. Layout wurde soweit wie möglich auf liegende Teile umgestellt.
7. Alle Widerstände sind jetzt 207/10 (anstatt 207/7) und lassen sich damit in der Biegelehre bearbeiten.
8. KNX Anschluss auf den original Wago KNX Steckverbinder (Wago 243-211) umgestellt, benötigte Stifte gibt es bei Reichelt, Art. Nr. siehe Attribute Bauteil KNX1
9. Durchmesser der Durchkontaktierungen auf 0,7 mm bzw. 0,9 mm geändert, damit passen die Bungard Durchkontaktierungsnieten.
10. Layer 117 tText hinzugefügt (mit Frästext für Prototyping)

Weiters habe ich heute einen Prototyp gefräst, bestückt und auf Grundfunktionen(Spannungen, Frequenz) getestet, elektrisch scheint alles in Ordnung zu sein, KNX sowie Kommunikation zum RM funktioniert.

Eagle Files:
https://www.dropbox.com/s/gdqwr7yj3svk4 ... %2B2.2.sch
https://www.dropbox.com/s/y3glk8koncuqw ... %2B2.2.brd

mfg

[StefanT]

Hallo Lightning!

Das hört sich ja recht spannend an. Entschuldige dass ich erst jetzt antworte, dein Beitrag ist wohl meiner Sommerpause zum Opfer gefallen.

Den Oszillator den wir in den Schaltungen verwenden bekommst Du bei Oldi. Er sendet schnell und zuverlässig.

[Lightning]

Hi,

Die Idee mit der 12V Zenerdiode als Spannungsquelle für den RM behebt zwar das Problem der Busüberlastung im Alarmfall und ist auch sehr einfach dazuzuflicken, liefert aber leider nicht annähernd genügend Leistung. Dies geht sogar soweit dass nicht einmal für das Lesen der Werte über den Bus ausreichend Strom zur Verfügung steht. Im Gegenteil, bei häufigem periodischem Senden ist in kürzester Zeit die Batterie leer da bei jedem Lesevorgang die externe Versorgung zusammenbricht und die Batterie belastet wird. Dies sieht dann so aus (gelb-->vor der diode|blau-->direkt am pinheader zum RM:



Wie man im folgenden Screenshot sieht ist für 138ms die externe Spannungsversorgung nicht vorhanden:


Langer Rede kurzer Sinn, so ist das Interface unbrauchbar und kontraproduktiv!!
Daher hab ich das gesammte Layout überarbeitet und bis auf µC, Kapazitäten, Filter und Taster auf SMD umgestellt. Eine zweite Spannungsversorgung basierend auf MC34063 versorgt jetzt den RM, über den Strombegrenzer kann die maximale Leistungsaufnahme des Interfaces genau eingestellt werden.

Bei meinen Interfaces habe ich zweimal 11Ohm (ergibt 5.5Ohm) verwendet (zwei Wiederstände parallel möglich um mit e24 reihen genauer begrenzen zu können) und folgende Stromaufnahme (immer auf 30V KNX Bus gemessen):

PSU1 --> 3V3
PSU2 --> 12V

7,6mA Ruheverbrauch ohne µC
16,0mA Kurzschlussstrom PSU1
14,5mA Kurzschlussstrom PSU2
23,9mA Kurzschlussstrom PSU1+2

9,0mA Ruheverbauch mit µC

20mA verbrauch für jeweils 260ms während LED Ring blinkt

Sollten die 20mA jemandem zu viel sein, üblicherweise sind ja pro Busteilnehmer nur 10mA vorgesehen kann man natürlich auch höhere Wiederstandswerte für den Stromshunt verwenden, man muss nur aufpassen dass immer noch genügend Saft zum auslesen des RM zur Verfügung steht. Bei mir sieht das jetzt so aus:


Zu guter letzt ist jetzt, nach dem mir schon ein paar mal aus unerfindlichen Gründen der 12Ohm Wiederstand sowie der BC640 der Sendestufe abgebrannt sind noch eine 100mA Selbstrückstellende PTC Sicherung verbaut.

Hier nun der Schaltplan und Board in Version 3.1:
https://www.dropbox.com/s/urislwhnwab7v ... %2B3.1.sch
https://www.dropbox.com/s/srrbb134bedfo ... %2B3.1.brd

Viel spass beim nachbauen.

[StefanT]

Klar ist das mit der Zenerdiode und dem Vorwiderstand eine einfache Erweiterung. Es musste ja für bestehende Platinen machbar sein.

Alles in SMD ist schön und nett. Wir versuchen absichtlich SMD zu vermeiden, da der Nachbau mit konventionellen Bauteilen einfacher ist.

Technische Details beantwortet hoffentlich oldcoolman, da bin ich nicht so bewandert.

[Lightning]

"Für bestehende Platinen machbar" ist schön und gut, aber nochmal die
Warnung: bei Hardware version 2.1 nagt jeder Lesevorgang der zwischen RMGIRA Interface und dem Rauchmelder stattfindet (Egal ob über Periodisch senden oder Lese-Request vom KNX Bus) an der Batterie des Rauchmelders!

Darauf sollte man meiner Meinung nach jeden Benutzer hinweisen.

Der einzelne request mag für sich gesehen nicht viel Energie brauchen, wenn man aber z.B. "Periodisch Senden" für 5 verschiede Parameter im 1 Minuten Intervall aktiviert hat sind das immerhin 7200 Lesevorgänge am Tag, die Batterie hält so vermutlich nicht mal ein halbes Jahr... und 9V Blockbatterien sind bekanntlich nicht die billigsten!

Bezüglich Einfachheit zwischen Bedrahtet und SMD kann man wohl Streiten, ich persönlich bevorzuge in jedem fall SMD, IMHO sowohl beim Aufbau als auch später beim Testen und Reparieren wesentlich einfacher (solange man nicht 0603 oder kleiner verwendet) aber dazu hat vermutlich jeder seine eigene Einstellung.
In diesem Fall hat das ganze aber noch einen viel praktischeren Hintergrund, ich hätte nicht gewusst wie man auf den zur Verfügung stehenden 24,635 cm² einen weiteren Spannungsregler inklusive aller peripherer Komponenten unterbringen soll.

Man könnte natürlich noch mit einem kleineren Vorwiederstand und der Zenerdiode experimentieren aber das war mir einfach zu unsicher, darum hab ich alle meine Interfaces (5 Stück) neu gemacht.

Wie man jetzt mit dieser Info umgeht muss sowieso jeder für Sich selbst entscheiden.

mfg

[StefanT]

Ein kleinerer Vorwiderstand (z.B. 47k statt den 100k) im Workaround hilft sicher. Ich habe nicht mehr im Kopf wieviel Strom dann im Alarmfall fließt. Wir hatten es damals gemessen.

Jede Minute die Werte eines Rauchmelders versenden kommt mir etwas häufig vor, aber das kann natürlich jeder machen wie er will

Die ganze Schaltung in SMD anzubieten wird vermutlich nicht passieren. Also braucht es eine Lösung die mit möglichst wenigen Bauteilen auskommt.

Ich habe deine Warnung in die Wiki Seite aufgenommen. Man kann sie ja wieder raus nehmen wenn es eine bessere Lösung für das Problem gibt.

[mff]

Ich habe zwei auf v2.1 modifizierte RM-Platinen bei mir im Einsatz und kann den Spannungsabfall bestätigen. Die Batteriespannung ist innerhalb von ca. 1,5 Monaten deutlich eingebrochen.

Wenn ich das richtig überschlagen habe fließen mit dem in v2.1 eingesetzten 100k Widerstand ja höchstens ~0,2mA ?? Könnte man den 100k Widerstand nicht (deutlich) reduzieren ohne dass man den Bus gefährdet?

Gruß
mf(f)

[StefanT]

.... und folgende Stromaufnahme (immer auf 30V KNX Bus gemessen):

PSU1 --> 3V3
PSU2 --> 12V

7,6mA Ruheverbrauch ohne µC
16,0mA Kurzschlussstrom PSU1
14,5mA Kurzschlussstrom PSU2
23,9mA Kurzschlussstrom PSU1+2

9,0mA Ruheverbauch mit µC

20mA verbrauch für jeweils 260ms während LED Ring blinkt

Sollten die 20mA jemandem zu viel sein, üblicherweise sind ja pro Busteilnehmer nur 10mA vorgesehen kann man natürlich auch höhere Wiederstandswerte für den Stromshunt verwenden.

Damit betreibst Du deine Schaltung deutlich außerhalb des erlaubten Bereichs. Schon die 9mA Ruhestrom sind fast am Limit.

Wieviel verbraucht deine Schaltung bei Alarm? Die 20mA oder mehr?

[StefanT]

Ich habe zwei auf v2.1 modifizierte RM-Platinen bei mir im Einsatz und kann den Spannungsabfall bestätigen. Die Batteriespannung ist innerhalb von ca. 1,5 Monaten deutlich eingebrochen.

Wenn ich das richtig überschlagen habe fließen mit dem in v2.1 eingesetzten 100k Widerstand ja höchstens ~0,2mA ?? Könnte man den 100k Widerstand nicht (deutlich) reduzieren ohne dass man den Bus gefährdet?

Ich messe die Tage nochmal nach wie weit man die 100k reduzieren kann ohne den Bus zu überlasten. Den Elko zu vergrößern hilft sicher auch, und die Zeit zwischen zwei zyklischen Werten von 2 auf 4 Sekunden zu verlängern sollte auch noch was bringen.

[mff]

Hier nochmal wie im Chat schon erwähnt meine Messungen, nachdem ich den 100k Widerstand aus dem v2.1 Workaround durch einen 10k ersetzt hatte:

Stützspannung Leerlauf ca. 11,9V
Stützspannung bei 1,85mA Last 9,3V
Kurzschlussstrom Stützspannung 2,8mA

Gesamtstromaufnahme an Busklemme bei Kurzschluss an Stützspannung und Prog-LED an
<7,2mA

Gruß
mf(f)